Questão 77. Uma caldeira produz 1.000 kg/h de vapor saturado a uma pressão de 3,0 kgf/cm2 absoluta. A caldeira é simultaneamente alimentada com água a 25° C e com 800 kg/h de condensado a 120°C, que retorna do processo, como mostra a figura abaixo. Calcular a carga térmica (calor cedido à caldeira) para a produção do vapor desejado. A purga retira 20 kg/h de líquido da caldeira. Para a solução do problema utilize a tabela de vapor. (Prova Engenharia Química 1977)
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31/03/25

Question

Question image: Questão 77. Uma caldeira produz 1.000 kg/h de vapor saturado a uma pressão de 3,0 kgf/cm2 absoluta. A caldeira é simultaneamente alimentada com água a 25° C e com 800 kg/h de condensado a 120°C, que retorna do processo, como mostra a figura abaixo. Calcular a carga térmica (calor cedido à caldeira) para a produção do vapor desejado. A purga retira 20 kg/h de líquido da caldeira. Para a solução do problema utilize a tabela de vapor. (Prova Engenharia Química 1977)

Questão 77. Uma caldeira produz 1.000 kg/h de vapor saturado a uma pressão de 3,0 kgf/cm2 absoluta. A caldeira é simultaneamente alimentada com água a 25° C e com 800 kg/h de condensado a 120°C, que retorna do processo, como mostra a figura abaixo. Calcular a carga térmica (calor cedido à caldeira) para a produção do vapor desejado. A purga retira 20 kg/h de líquido da caldeira. Para a solução do problema utilize a tabela de vapor. (Prova Engenharia Química 1977)

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Accepted Answer

Para resolver essa questão, precisamos calcular a carga térmica (calor cedido à caldeira) necessária para produzir o vapor desejado. Vamos seguir os passos:

1. **Dados fornecidos:**
   - Produção de vapor: 1000 kg/h de vapor saturado.
   - Pressão do vapor: 3,0 kgf/cm² absoluta.
   - Água de alimentação: 25°C.
   - Condensado: 800 kg/h a 120°C.
   - Purga: 20 kg/h.

2. **Balanço de massa:**
   - Entrada de água = Saída de vapor + Purga
   - $ \text{Entrada de água} = 1000 \, \text{kg/h} + 20 \, \text{kg/h} = 1020 \, \text{kg/h} $

3. **Balanço de energia:**
   - Calor necessário para aquecer a água e condensado até o estado de vapor saturado.

4. **Tabela de vapor:**
   - Precisamos das entalpias específicas para as condições dadas (usualmente encontradas em tabelas de vapor).

5. **Cálculo da carga térmica:**
   - Calor necessário para aquecer a água de 25°C até o estado de vapor saturado a 3,0 kgf/cm².
   - Calor necessário para aquecer o condensado de 120°C até o estado de vapor saturado a 3,0 kgf/cm².

6. **Equações de energia:**
   - $ Q_{\text{água}} = m_{\text{água}} \cdot (h_{\text{vapor}} - h_{\text{água, 25°C}}) $
   - $ Q_{\text{condensado}} = m_{\text{condensado}} \cdot (h_{\text{vapor}} - h_{\text{condensado, 120°C}}) $

7. **Calor total:**
   - $ Q_{\text{total}} = Q_{\text{água}} + Q_{\text{condensado}} $

8. **Substituição dos valores:**
   - Utilize os valores de entalpia das tabelas de vapor para substituir nas equações acima e calcular $ Q_{\text{total}} $.

Por favor, consulte uma tabela de vapor para obter os valores exatos de entalpia necessários para completar os cálculos.

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